第七章 土壤酸碱性及缓冲性能(1学时)

(四)影响作物生长
1. 不同的栽培作物适应不同的PH范围。 2. 有些对酸碱度要求比较严格,如茶树只能生长于 酸性土,而甜菜和紫花苜蓿喜钙而只能生长在中 性至微碱性土壤上。 3. 一般作物对土壤酸碱性的适应范围都较严,如马 铃薯在PH4-8的范围内可以生长,但以PH5左右生 长最好(表6-3),对大多数作物来说,喜欢近中性 的土壤,以PH6.0-7.5为宜。
我国土壤的酸碱性反应，大多数在pH4.5~8.5之间。在地 理分布上有“东南酸西北碱”的规律性。大致可以长江为界 （北纬33），长江以南的土壤为酸性或强酸性，长江以北的 土壤多为中性或碱性。
2、潜性酸度(potential acidity)
潜性酸度是指土壤胶体上吸附的H+、Al3+ 所引起的酸度。
• 土壤胶体上吸附的H+、Al3+所引起的酸度 只有在转移到土壤溶液中，形成溶液中的 H+时，才会显示酸性，故称为潜性酸。 • 土壤潜性酸要比活性酸多得多，相差3-4 个数量级。土壤中潜性酸的大小常用土壤 交换性酸度和水解性酸度表示之。
（1）交换性酸度(exchangeable acidity)
•
土壤细菌和放线菌，如硝化细菌、固氮菌和 纤维分解菌等，均适于中性和微碱性环境，pH< 5.5 的强酸性土壤中，其活性明显下降。 真菌可在所有pH范围内活动，在强酸性土 壤中以真菌占优势。
2、对养分有效性的影响
① 土壤pH6.5时，各种养分的有效性都较高。 ② 在微酸至碱性土壤中，氮、硫、钾的有效性高。 ③ pH6~7土壤中，磷的有效性最高。pH＜5时，土壤活性 铁、铝增加，易形成磷酸铁、铝沉淀。pH＞7时，易 形成磷酸钙沉淀。 ④ pH6.5~8.5土壤中，有效钙、镁含量高，强酸和强碱性 土中，其含量低。 ⑤ Fe、Mn、Cu、Zn有效性在酸性土中高在pH＞7土壤中 明显降低，常出现Fe、Mn供给不足。 ⑥ Mo在酸性土中有效性低，当pH＞6时，其有效性增加。 ⑦ B在强酸性土和石灰性土中有效性较低，在pH6~7和 pH＞8.5的碱性土中有效性较高，表现较复杂的情况。
换出来的氢、铝离子所产生的酸度称为水解性酸 度。
二、土壤碱性(soil alkalinity)
（一）、土壤碱性的来源
土壤碱性主要来源于土壤中交换性钠的水解 所产生的OH-以及弱酸强碱盐类（如Na2CO3和 NaHCO3）的水解。
（二）、土壤碱性指标
1、PH值
2、土壤碱度
2、土壤碱度
土壤中碱性盐类（特别是Na2CO3和NaHCO3） 多少，有时叫做土壤碱度（cmol/kg）。对于土 壤溶液或灌溉水、地下水来说，其Na2CO3和 NaHCO3含量也叫做碱度（mmol/L或g/L）。
交换量愈大，缓冲性能愈强。
• 土壤阳离子交换量相同，盐基饱和度愈大的土
壤，对酸的缓冲性愈强，而对碱的缓冲性愈小。
2、土壤溶液中的弱酸及其盐类的存在
H2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2H2O
Na2CO3 + 2HCl = H2CO3 + 2NaCl
3、土壤中两性物质的存在
R-CH-COOH + HCl = R-CH-COOH
（二）、影响粘粒矿物的形成
土壤反应和环境条件(如地形、水分条件等) 共同影响着粘粒矿物生成的类型。
例如,原生矿物白云母在碱性和微碱性条件
下风化,生成伊利石,而在PH=5的酸性条件下生成
高岭石。
(三)影响土壤理化性质
1. 在碱性土中,交换性钠多(30%以上);土粒分散, 结构易破坏。 2. 酸性土中,交换性氢离子多,盐基饱和度低,结 构易破坏,物理性质不良。 3. 中性土中,Ca2+、Mg2+较多,土壤的结构和通气 性等物理性质良好。
（二）土壤缓冲作用的重要性 1、 缓冲性和适宜的植物生活环境
缓冲性能可以稳定土壤溶液的反应,使酸碱度的 变化保持在一定范围内,壤缓冲性越强，需要的石灰 或石膏的数量就越多。
四、土壤的酸碱反应与植物生长
（一）、影响土壤养分的转化和供应 1、土壤微生物活性
石灰性物质所引起的弱碱性反应（pH7.5-8.5)称 为石灰性反应,土壤称之为石灰性土壤。石灰性土 壤的耕层因受大气或土壤中CO2分压的控制，pH值 常在8.0-8.5范围内.
3、碱化度（钠碱化度：Exchange sodium percentage.ESP）
碱化度是指土壤胶体吸附的交换性钠离子占 阳离子交换量的百分率。
交换性钠 碱化度＝ 100 阳离子交换量
我国则以碱化层的碱化度>20%,表层含盐量<0.5% 和pH值>9.0定为碱土(alkaline soil) 。而将土 壤碱化度为5－10％定为轻度碱化土壤，10－15 ％为中度碱化土壤，15－20％为强碱化土壤。
三、土壤缓冲性(soil buffer power)
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（二）土壤酸的类型
1．活性酸度(active acidity)
土壤活性酸是自由扩散于土壤溶液中的氢离 子浓度直接反应出来的酸度。通常用PH值表示。
土壤pH值和酸碱性分级 土壤pH<4.5 4.5-5.5 5.5-6.5 6.5-7.5 7.5- 8.5 > 8.5
极强酸性
强酸性
微酸性
中性
碱性
强碱性
• 把少量的酸或碱加入到到土壤里，其pH值的变
化却不大，这种对酸碱变化的抵抗能力，叫做
土壤的缓冲性能或缓冲作用。
（一）土壤缓冲作用的机制
1、土壤胶粒上的交换性阳离子（主要原因）
土壤胶粒 M + H+ = 土壤胶粒 H + M+ 土壤胶粒 M + H2O
土壤胶粒 H + MOH =
影响因素：
• 土壤缓冲能力的大小和它的阳离子交换量的关，
3
3
4
当土壤pH>5.0时,铝离子形成Al(OH)3沉淀，失去它的 缓冲能力。
5、有机酸及其盐对酸碱物质缓冲作用
土壤腐殖酸，胡敏酸和富啡酸是一种大 分子有机酸，含有羧基、羟基、酚羟基、醇 羟基等功能团，此外，土壤中还存在多种低 分子有机酸，在土壤溶液中构成一个良好的 缓冲体系。对酸、碱具有缓冲作用。
第七章 土壤酸碱性及缓冲性能
土壤酸碱性是指土壤溶液的反应(soil reaction)，它反映土壤溶液中H+和OH-浓度的
比例，同时也决定于土壤胶体上致酸离子或碱
性离子的数量及土壤中酸性盐和碱性盐的数量。
一、土壤酸性(soil acidity)
（一）酸性的来源：
我国在土壤在地理分布上有“南酸北碱” 之称。 这是偶然吗? 为什么? 土壤中酸性的主要来源是：胶体上吸附的 H+或Al3+、CO2溶于水所形成的碳酸、有机质分 解产生的有机酸、氧化作用产生少量无机酸、 以及施肥加入的酸性物质等。
NH2 NH2
NH3Cl NH2
R-CH-COOH + NaOH = R-CH-COONa + H2O
4、 酸性土壤中铝离子的缓冲作用
在土壤pH<4.0时,铝离子以Al(H2O)63+形态存在
2 Al(OH2 )3 2OH Al2 (OH )2 (H2O)8 4H2O
4 Al(OH2 )6 6OH [ Al4 (OH )6 (OH2 )12 ]6 12H2O
过量的中性盐溶液（1mol/L的KCl、NaCl或BaCl2） 与土壤作用，将胶体表面上的大部分H+或Al3+交换 出来，再以标准碱滴定溶液中的H+，这样测得的酸 度称为交换性酸度或代换性酸度。
（2）水解性酸度(hydrolytic acidity)
• 用弱酸强碱盐溶液（ 1mol/L醋酸钠）从土壤中交